如何把月亮拍得臉盆一般大?

科學人Steed2017-09-06 11:37:03

每到農曆十五,月圓之日,如果天氣晴好,傍晚太陽落山之時,你就能看到一輪滿月從東方升起。要是地平線附近再有一些建築能夠作個參照,你便會驚訝於竟然會如此巨大,大得好像……臉盆一般!


4月11日傍晚,在北京門頭溝潭柘寺附近的一條山路上,我用照片如實記錄下了這樣一幅場景。 圖片來源:@Steed的圍脖 & 夜空中國


那麼,這張照片是怎麼拍出來的?或者,換一個問法,月亮為什麼可以拍得這麼大?


在日常拍攝當中,如果想把一個東西拍得大一些,再大一些,常用的辦法就是靠近一點,再靠近一點。但對於拍攝月亮來說,這個方法就不實用了。月亮離我們超過35萬千米,可不是簡單往前走上幾步,就能夠明顯變大的。


要把月亮拍大,唯一可行的辦法是使用長焦鏡頭,相當於給相機架了一臺望遠鏡——只要焦距足夠長,自然可以把月亮放到足夠大。比如上面這張照片,就是用300mm焦距的鏡頭拍攝的。如果想把月亮拍得更大,就得使用更長焦距的鏡頭,甚至直接動用望遠鏡了。


然而,長焦鏡頭好辦,適合跟月亮一同拍入相框的參照物可就難找了,因為長焦鏡頭在放大月亮的同時,也會把其他景物一起放大。搞得不好,月亮確實是拍大了,作為參照的建築物卻只拍了個邊邊角角,可就無法窺見全貌了。


好在,對於近在地球上的建築物來說,後退幾步,再後退幾步,看起來確實會變小。於是,接下來的事情就簡單了。找一個作為參照的,退到離它足夠遠的位置上,等月亮從它背後升起來,再按下快門,便大功告成!


呃,好吧,其實也沒那麼簡單……

 

要把目標建築物拍得跟月亮差不多大,意味著你必須退到離它大約2-3千米以外,這就要求在這麼長的距離範圍內不能有任何遮擋。在高樓林立的城市裡,這個要求滿足起來可不太容易。


此外,為了有個直觀的對照,最好讓月亮從目標建築物背後升起。這樣一來,你就得保證目標建築物的主體高出地平線。這意味著, 你的 ,儘管遠在2-3千米以外,高度仍然得低於目標建築物才行。


所幸,在北京西郊的門頭溝,我找到了一個能夠滿足上述條件的建築物——。它位於海拔680米的定都峰頂,地勢比周邊地形都要高出一頭,而且視野開闊,周邊幾千米內都少有遮擋。


接下來真的就簡單了。只要根據月亮升起的方位,在月亮和定都閣的連線上,離定都閣大約2-3千米的位置,找到合適的拍攝機位就好了。


這一步要儘可能精準,確保機位-月亮-定都閣三者能夠連成一線。否則,要是偏上個幾百米,月亮非但不能從定都閣背後升起,甚至可能都無法跟定都閣收入同一個畫框。 


此時,就輪到一些軟件出手幫忙了。第一個要用到的,是天象軟件Stellarium,它可以模擬任何地點任何時間看到的天空。我用它來確定當天月亮升起時的方位角。 


在Stellarium中模擬當天的月升,確定月亮升起時的方位角。


方位角以正北方為零點,順時針增加。換句話說,正北為0°,正東為90°,正南為180°,正西為270°。從Stellarium的模擬中可以看到,當天月亮升起時,方位角約為98°。因此,從月亮到定都閣的連線,方位角就應該在這個數值上再加180°,即278°。


接下來,就該谷歌地球出馬了。這個軟件不只能夠查看三維地圖,還很方便在地圖上加註標尺。 


在谷歌地圖上利用標尺工具畫出直線,尋找合適的拍攝機位。


以定都閣為起點,沿278°的方位角畫出一條直線。在大約2.6千米的地方,這條直線會遇到一條公路。這個交點似乎是個能夠滿足所有要求的機位——前提是,站在這裡能夠直接看到定都閣,不會被中間的山丘所遮擋。

  在谷歌地球上,還可以用地平面視圖進行虛擬踩點。


如何才能確定此處沒有遮擋呢?可以先在谷歌地球上預覽周邊的地形,“站”到選中的位置上模擬地平面視圖。如上圖所示,從這裡看過去,定都閣所在的定都峰一覽無餘。至此,拍攝機位大致就可以確定了。


如果更仔細的話,考慮到機位與定都閣還有大約150米的高度差,算上兩者之間大約2.6千米的直線距離,這意味著月亮要升到大約3°左右才能與定都閣齊平,而此時,根據Stellarium的模擬,月亮的方位角已經右移到大約100°了。據此,可以對拍攝機位再作修正,沿著那條公路往北再移動大約120米。


實際環境也可能更加複雜,比如路邊說不定密密麻麻長著參天大樹,遮天蔽月。這些情況可就沒辦法通過軟件來預判了。所以,哪怕事先做好了上述準備,最後還是得提前過去踩個點,才能做到心中有數。  


圖片來源:@Steed的圍脖 & 夜空中國


就這樣,在那個月圓之日的傍晚,就在通過谷歌地球選定的那個拍攝機位上,我看到這樣一輪因為大氣消光而略顯昏黃的滿月,悄無聲息地從定都閣背後升起。


“今晚的月亮可真大,足有臉盆那麼大!”——這是我當時全部的想法。


PS:你是不是想問,為什麼月亮還是偏右了一點?才不會告訴你,因為我只算了定都峰的海拔高度,忘了算上定都閣本身還有34米高呢……


一張美麗的夜空照片,背後的知識和技巧可不少。本文作者Steed作為果殼網主筆、2016年度天文攝影師,對於天文攝影可是很有研究了。他還是一名日全食重度愛好者,已經在世界各地體驗了6次日全食,曾用鑽石環求婚,用貝利珠奪冠。今天晚上7點30,科學人沙龍直播間,就讓他帶領大家體驗這種光與影的交錯變換,感受環球追日的快樂!


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